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Lombardia - Energia come introduzione

Le centrali idroelettriche trasformano l’energia potenziale gravitazionale di un salto d’acqua, o di un bacino artificiale, in energia elettrica. Tra le prime ad essere impiegate in Lombardia queste centrali sono ancora oggi tra le maggiori fonti di approvvigionamento energetico.


APPROFONDIMENTO

Le centrali idroelettriche sono state le prime ad essere impiegate non solo in Lombardia, ma in tutto il territorio dove erano disponibili corsi d’acqua. Queste centrali, relativamente al ciclo idroelettrico hanno un rendimento elevato, intorno all’85-86%. Storicamente è una delle forme più antiche di sfruttamento e rappresenta approssimativamente un quarto dell’energia totale prodotta nel mondo. In Italia rappresentava fino agli anni ’60 l’82% dell’energia elettrica complessiva per un totale di 50 miliardi di kWh/anno. Dal 1980 è stata in buona parte sostituita dall’energia termoelettrica e la percentuale è scesa al 19% circa.
Particolare dall'alto delle condotte forzate e del bacino

In linea generale lo schema funzionale di una centrale idroelettrica comprende una diga che intercetta il corso d’acqua creando un bacino dove viene tenuto un livello pressoché costante dell’acqua. L’acqua viene convogliata mediante condotte forzate nelle turbine attraverso valvole di immissione, e organi di regolazione.
Inquadratura dall'alto di una diga con sfioratori

L’acqua mette in azione le turbine e ne esce finendo poi nel canale di scarico attraverso il quale viene restituita al fiume. Collegato direttamente alla turbina è montato l’alternatore, macchina elettrica rotante in grado di trasformare in energia elettrica l’energia meccanica ricevuta dalla turbina. Prima di essere immessa nelle linee di trasmissione , l’energia elettrica passa attraverso un trasformatore che abbassa l’intensità della corrente e ne innalza la tensione a migliaia di Volt. Questo per minimizzare la dissipazione di energia sotto forma di calore secondo quanto recita la legge di Joule. Giunta sul luogo di impiego, prima di essere utilizzata, l’energia elettrica passa di nuovo attraverso il trasformatore che alza l’intensità della corrente e ne abbassa la tensione- 220 Volt in Italia- per renderla adatta agli usi domestici.

Una centrale idroelettrica ha il seguente schema funzionale:
  • Bacino
  • Diga
  • Turbina
  • Condotta forzata
  • Valvola
  • Opera di restituzione
  • Trasformatore
  • Alternatore
 
DOMANDE E RISPOSTE

Cosa dice la legge di Joule sull’effetto termico del passaggio di corrente elettrica in un conduttore?
La dissipazione di energia termica in un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione, all’intensità di corrente e alla resistenza elettrica:
E dissipata = V.I.R e si misura in Joule.

Come fai a trasformare i Joule in calorie?
Poiché un Joule equivale a 0,24 calorie, basta moltiplicare per 0,24.
LO SAPEVI CHE...

Per evitare sprechi, nelle centrali idroelettriche durante la notte, quando la domanda di elettricità è più bassa, parte dell’energia viene impiegata per pompare l’acqua nel bacino in quota.






 



Centrale idroelettrica Ludovico il Moro.
Vigevano. Pavia.
Centrale ENEL

La centrale idroelettrica Ludovico il Moro costruita anch’essa agli inizi del ‘900 dall’architetto Moretti. Al suo interno sono conservati il bancone di comando originale, le due turbine di eccitazione dinamica e il gruppo 1 che ha funzionato fino al febbraio 2003 per 99 anni.

La centrale utilizza parte delle acque del Ticino che, tramite canali artificiali della lunghezza di 15 km, sono convogliate al bacino di carico. L’energia viene prodotta sfruttando la differenza di livello di 18 metri tra il canale di carico e il canale di scarico. Nella centrale vecchia costruita nel 1904 si trovano cinque gruppi Francis ( turbine) ad asse orizzontale della portata di 8 mcubi/s ciascuno. Nel 2003 quattro di essi sono stati rimossi per fare posto a due nuovi gruppi con portata massima di 10metricubi/s. Ogni turbina mette in funzione un alternatore perr produrre energia elettrica che, trasferita al trasformatore viene elevata da 6kV a 15kV e immessa sulla rete di distribuzione. Nel 1994 è stata costruita una nuova centrale accanto alla vecchia dove si trova un gruppo Kaplan della portata di 20 metricubi/s.

Dopo un intervento di potenziamento è in grado di fornire una potenza complessiva di 6.520 kW e una producibilità media annua di 34 GWh, cui corrisponde il consumo medio di 12.600 famiglie.

I principali componenti sono:canale derivatore; condotte forzate; gruppi turbina alternatore; opere di presa lungo il Ticino; trasformatori ed elevatori; vasca di scarico.




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